可见光-大自然的选择！

       我们换个思路来想问题：如果我们来做上帝，我们会选择什么样的分子、响应什么波段的电磁波？

        从电磁波谱的角度来看，首先应当排除的是波长最短的伽马射线（Gamma ray）和高能 X 射线（X ray），因为它们能量太高，很快就会导致分子电离、分解甚至激发原子核。

★深紫外（deep Ultraviolet）和软 X 射线激发的电子能级一般是内层电子或高能电子，这种激发得到的分子高能态很不稳定，在常温下的水溶液或空气中都难以保证信息的有效传递。

★红外（Infrared）与微波（Microwave）频段的电磁波主要与分子的振动、转动和平动相耦合，而这些运动主要以随机热运动形式存在，很难实现信息的准确表达。

       更长波长的中波、长波（Radio）的运动尺度超过了单个分子能够接收的尺度，更不适合以细胞为基础的生物选择。不过，人类倒是利用这一波段（包括微波）开发出各种电磁通讯工具，如收音机、无线电话和电视等，但这些工具的基础是集成电路，而非光敏分子。

       这样考察的结果，如果细胞一定要采取分子层面上的光敏机制对电磁波进行响应，那么最合适的波段可能就是现在的可见光波段。这一波段在分子运动中相当于电子光谱的外层电子激发能量，与分子中化学键的能量高低大致相当而略低，既不至于损伤一般较为稳定的化学键（尤其是作为生命体基础的 C-C、C-H、C=O、C-N 等化学键），又可以使得一些 “动态” 化学键（例如视黄醛中具有顺反异构的 11 位双键）发生光响应，并实现信息的有效传递。

       另一方面，我们来考察一下生物所处环境中的电磁辐射情况。地球上最主要的电磁辐射来自于太阳，地球内部的放射性衰变和宇宙空间的射线相对于太阳的电磁辐射来说可以忽略。太阳辐射可以近似视为黑体辐射，辐射的光谱和强度分布受到太阳表面温度的控制。观测到的太阳光谱说明，太阳表面温度约为 5250℃，到达地球大气层外侧时光谱峰值位于可见光范围内。

       大气层中的气体分子（包括氮气、氧气、水蒸气、二氧化碳等）在红外区段有明显的吸收，但对于可见光区的吸收不明显，这使得到达地面时，太阳辐射光谱的强度峰值仍分布在可见光区。生命起源于大海，海水能够透过的光谱范围对感光波段的进化也有着重要的影响。巧合的是，液态水恰恰在大约 800 nm 处有着吸收极小值，而对深紫外和红外都有强烈吸收，可见光波段在水中几乎是完全透明的。

       综合两方面的因素，无论是从生物分子自身的结构还是地球自然条件角度进行分析，对于以细胞为基础的生命系统，要引入对电磁辐射的响应分子，一定要求这样的分子响应的是可见光波段。即使这种分子不是视黄醛分子，也应当是其它具有类似性质的分子或分子体系。

      话到此间，似乎已经无法再问。因为再问下去，就要问到这样一个终极问题上了：为什么地球这样的环境一定要产生以细胞为基础的生物呢？

思考分析：大自然的颜色，完全是属于人类的感觉。

       关于人类对颜色的感觉完全是遗传所决定的，而最关键的是人类可见光谱能量在太阳辐射能量中占有很大比重，可以称这个为人择原理，人类在进化过程中对外界事物所产生的视觉认识。 

颜色的定义：

       颜色是通过眼、脑和我们的生活经验所产生的一种对光的视觉效应。人对颜色的感觉不仅仅由光的物理性质所决定，比如人类对颜色的感觉往往受到周围颜色的影响。有时人们也将物质产生不同颜色的物理特性直接称为颜色。

       电磁波的波长和强度可以有很大的区别，在人可以感受的波长范围内（约380纳米至740纳米），它被称为可见光，有时也被简称为光。假如我们将一个光源各个波长的强度列在一起，我们就可以获得这个光源的光谱。一个物体的光谱决定这个物体的光学特性，包括它的颜色。不同的光谱可以被人接收为同一个颜色。虽然我们可以将一个颜色定义为所有这些光谱的总和，但是不同的动物所看到的颜色是不同的，不同的人所感受到的颜色也是不同的，因此这个定义是相当主观的。

总结:

       太阳“可见光”是大自然的选择。太阳“可见光”照度反射自然物象进化发展了人类“视网膜”的光学系统与神奇的视觉系统。因此“视网膜”是视觉输入的窗口。

      视网膜的光合作用是眼外物象的自然反射而不是“照射”。凡是有（照射）光源的对视网膜都有不同程度的危害。因此我们不能直视阳光，就这个道理。

       生理视力复健-视觉输入是“荧屏播放反射原理”。回溯本源，基因应用。